Введение
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 4
1.1. Рис 4
1.2. Ботаническая характеристика риса 4
1.3. Генетическая характеристика риса 4
1.4. Системы мужской стерильности 6
1.4.1. Цитоплазматическая мужская стерильность 7
1.4.2. Генетическая мужская стерильность, чувствительная к
окружающей среде (EGMS) 10
1.4.3. Химически индуцированная мужская стерильность 10
1.5. Биохимические и цитогенетические особенности растений с ЦМС 11
1.6. Механизм развития ЦМС у растений 12
1.7. Влияние стерильной цитоплазмы на различные признаки 13
1.8. Производство гибридного риса 15
1.9. Молекулярные особенности генов ЦМС 15
1.10. Восстановление фертильности 24
1.10.1. Генетический контроль восстановления фертильности 27
1.10.2. Генетика популяции восстановителей 28
1.10.3. Механизм восстановления 28
1.11. Молекулярные маркеры 31
1.11.1 .ДНК-маркеры 33
1.11.1.1. RAPD-маркеры 34
1.11.1.2. STS-маркеры 36
1.11.1.2.1. CAPS- маркеры 36
1.11.1.2.2. SSR- маркеры 37
1.11.1.2.3. SCAR- маркеры 39
1.12. Селекция с помощью маркеров (MAS) 41
1.13. Генетические карты сцепления 43
1.14. Методы картирования локусов количественных признаков 44
ГЛАВА2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 48
2.1. Исходный материал 48
2.2. Изучаемые признаки 48
2.2.1. Фертильность пыльцы и озерненность метелки 48
2.2.2 Высота растений и цвет рыльца 49
2.3. Выделение ДНК риса для ПЦР-анализа 51
2.4. Амплификация SSR- маркеров 51
2.5. Синтез и создание новых праймеров 54
2.6. CAPS-маркеры 54
2.7. Выявления полиморфизма митохондриальной ДНК между ЦМС линиями и их закрепителями ЦМС 55
2.7.1. Амплификация ДНК SCAR- праймерами 56
2.7.2. Амплификация ДНК RAPD-методом 56
2.8. Выделение фрагментов ДНК и секвенирование 58
2.9. Клонирование ДНК фрагментов 59
2.9.1. Лигирование ДНК фрагментов в pGEM-T вектор 59
2.9.2. Трансформация компетентных клеток 59
2.10. BSA- анализ 60
2.11. Анализ сцепления 61
2.12. Картирование локусов количественных признаков (QTL) 62
2.13. Изучение характерных особенностей и структуры генов восстановления фертильности 62
2.13.1. Изучение характерных особенностей и структуры рнее клонированных генов восстановления фертильности у разных
растений 63
2.13.2 Классификация генов, находящихся в ДНК фрагменте, несущем молекулярные маркеры, сцепленные с геном восстановления
фертильности 63
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 65
3.1. Идентификация молекулярных маркеров, сцепленных с цитоплазматической мужской стерильностью WA-типа риса 65
3.1.1. Создание SCAR- маркеров 65
3.1.2. RAPD- анализ 67
3.1.3. Преобразование RAPD- маркеров в специфичные SCAR-
маркеры 69
3.2. Тип наследования фертильности 72
3.3. Влияние стерильной цитоплазмы (ЦМС) на различные признаки.... 76
3.4. BSA- анализ 77
3.5. Картирование гена восстановления фертильности R/3,
действующего в нормальных условиях в популяции Neda-A х IR36 79
3.6. Обнаружение QTL-локусов восстановления фертильности в стрессовых условиях внешней среды 81
3.6.1. Выявление QTL-локусов с главными эффектами 82
3.6.1.1. Выявление QTL-локусов методом картирования по отдельным маркерам 82
3.6.1.2. Множественно-интервальное картирование QTL-локусов восстановления фертильности 83
3.6.2. Анализ взаимодействия между обнаруженными QTL-локусами (I-QTLs) 85
3.7. Идентификация и локализация гена R/4 и сцепленных с ним ДНК-маркеров в популяции Neda-A х IR24 87
3.8. Идентификация и локализация гена R/4 и сцепленных с ним ДНК-маркеров в популяции Neda-A х IR28 88
3.9. Идентификация и локализация гена R/5 и сцепленных с ним ДНК-маркеров в популяции Neda-A х IR62030 89
3.10. Картирование гена R/4 в популяции Neda-A х Amoll 90
3.10.1. Обнаружение R/4 гена у Amoll и картирование региона R/4- гена 90
3.10.2. Подробное картирование региона R/4 гена 92
3.10.3. Физическая локализация фрагмента, несущего R/4- ген и сцепленные с ним маркеры 94
3.11. Изучение характерных особенностей и структуры генов восстановления фертильности 97
3.11.1. Классификация ранее клонированныех генов восстановления фертильности разных растений 98
3.11.2. Классификация генов, находящихся в ДНК фрагменте, несущем молекулярные маркеры, сцепленные с геном восстановления фертильности ЦМС WA риса 102
3.12. Идентификация наиболее вероятного гена - кандидата восстановления фертильности ЦМС WA- типа 109
3.13. Изучение роли гена - кандидата RflB в проявлении восстановления фертильности 112
ВЫВОДЫ 117
РЕКОМЕНДАЦИИ 119
БЛАГОДАРНОСТИ 120
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 121
ПРИЛОЖЕНИЕ 150
